科学家首次直接探测到星际湍流。
类星体TXS 2005+403产生的射电波飞行了大约100亿光年后抵达地球，它穿越了银河系星际湍流最活跃的区域之一。图片左半幅演示了该类星体原本的样子，右半幅展现了星际湍流对类星体影像的扭曲。新研究首次直接探测到了这种扭曲。Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics / Melissa Weiss
看似空无一物的地方，可能并非真的什么都没有。尤其对于浩瀚的星际空间而言，那里实际上充满了各种离子气体和自由飞翔的电子云团。只是因为大部分空间的物质密度非常低，它们才显得“透明”。
不过在这些看似“透明”的空间里，也存在着汹涌的暗潮。它们是隐形的星际湍流——就像被火焰炙烤的热空气，能够扭曲其背景物体的影像——星际湍流也会产生类似效应。天文学家一直知道这些湍流的存在，但对其具体结构的理解，却始终停滞不前。
5月13日，哈佛-史密森天体物理中心的科学家在一篇论文中称，他们首次直接探测到了星际湍流对光线的扭曲，并称这一发现，将有助于使得我们在拍摄银河系中心超大质量黑洞时，获得更加清晰的图像。
研究人员将目光锁定在了天鹅座方向的一个距离地球约100亿光年的类星体身上。这个名为TXS 2005+403的类星体实际上是星系，因其中心存在活跃的超大质量黑洞，而成为了一个明亮的射电源。
TXS 2005+403产生的射电波在到达地球的过程中，穿越了天鹅座方向的银河系星际空间。这一区域以环境中充满了星际湍流和强散射而著称。它们会偏转和扭曲射电波。
主持研究的Alexander Plavin表示，到达地球的大部分射电信号其实并非直接来自这个类星体本身，而是天鹅座方向银河系湍流产生的散射效应。通过研究这种散射和畸变，可以更加深入地理解和推断该处湍流的结构。
研究人员分析了NSF甚长基线射电望远镜阵列（VLBA）近十年的档案数据——VLBA是一个由分布在多地的多台射电望远镜构成的观测网络——结果发现，来自TXS 2005+403的射电信号在穿越银河系时，并没有如预期的那样扩散成一个模糊的光斑然后消褪——而是变成了一个持续存在的清晰图案——其信号不但依然存在，内部还产生了不均匀的结构化扭曲。研究人员认为，这种奇特的现象，只可能是星际湍流造成的。
研究人员表示，原本人们预期VLBA可能会看不到这个类星体，但是实际上却并非如此。这一现象无法用简单模糊效应或类星体本身特点来解释。它的表现与人们预期中星际湍流可能会造成的结果完全一致。
研究人员还表示，在这条穿越银河系的视线上，星际介质的散射特性随着时间的推移而保持着稳定。而该处星际湍流的尺度，大约相当于我们的太阳系。
认识这种神秘的湍流，有助于科学家对能量在星系中的传递方式，以及恒星形成之前星际气体的行为方式有更深入的理解。
这一发现可能还有助于人们拍出更加清晰的黑洞照片。
视界望远镜拍摄的银河系中心黑洞——人马座A*影像，会因为受到星际湍流散射的影响而变得更加模糊。湍流对射电波的散射会随着时间的推移而发生变化，对不同频率射电波的散射作用也不相同。了解其特点有助于在拍摄这类照片时减少可能会导致影像变得模糊的因素。
参考
Direct Very Long Baseline Interferometry Detection of Interstellar Turbulence Imprint on a Quasar: TXS 2005+403
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae60f4
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